复合盐冻侵蚀下玻璃粉对混凝土孔隙结构影响分析

玻璃粉作为掺合料用于混凝土的改良已得到广泛关注和研究,然而关于复合盐溶液冻融循环下玻璃粉混凝土的孔隙结构特征尚未形成一致认识。针对不同玻璃粉掺量下的混凝土试样,开展室内复合盐溶液冻融循环试验和CT扫描试验,分析了不同玻璃粉掺量下混凝土孔隙结构特征参数分布变化规律,进一步揭示复合盐冻侵蚀下玻璃粉对混凝土细观损伤特征的影响机理。结果表明,玻璃粉掺量增加一定程度上降低了因复合盐冻侵蚀导致的混凝土孔隙结构分布波动变化;10%掺量的玻璃粉对混凝土受复合盐冻损伤影响抑制效果相对更好。相关研究成果可为盐冻环境下混凝土结构冻融侵蚀损伤防治及玻璃粉固废材料的资源化利用提供一定的理论支撑。

复合盐冻融循环后PE-ECC拉伸性能及劣化机理研究

为研究聚乙烯纤维水泥基复合材料(PE-ECC)复合盐冻后的拉伸性能,设置了纯水和复合盐侵蚀(5%Na2SO4+3.5%NaCl)两种冻融环境,分别进行了0,50,100,150,200次冻融循环后的轴向拉伸试验。试验结果表明:两种冻融环境下试件的损伤程度均随着冻融次数的增加而增大;相同冻融次数下,复合盐冻条件下试件表面剥蚀程度更严重,变形性能更低,但极限应变均能保持在2%以上。在此基础上,通过XRD、SEM、EDS能谱分析、核磁共振等技术研究复合盐冻后PE-ECC拉伸性能劣化的微观机理。结果表明,复合盐侵蚀产生的膨胀性水化产物如水镁石、石膏、钙矾石等大量堆积,使孔隙和微裂缝开展,与孔中水结冰共同作用,加剧了内部结构的损伤。

复合盐冻后再生混凝土应力-应变全曲线试验研究

为揭示复合盐冻对再生混凝土应力-应变本构关系的影响机理,以强度等级、冻融循环次数为试验变量,对4组共48个棱柱体试件进行复合盐冻后的单轴受压试验。以普通混凝土试件为对照组,结合扫描电子显微镜(SEM)试验分析再生混凝土在复合盐冻前后峰值应力、峰值应变、泊松比以及弹性模量等的变化规律,并建立复合盐冻后再生混凝土的应力-应变本构关系。试验结果表明:经90次复合盐冻,普通混凝土的峰值应力、弹性模量、泊松比是再生混凝土的2.5倍、7.1倍和1.2倍;再生混凝土峰值应力、弹性模量随着复合盐冻次数的增加而降低,但降低幅度随强度等级提高逐渐减小,峰值应变随复合盐冻次数增加而增大。基于已有的普通混凝土应力-应变本构模型,以CEB-FIP模型上升段和过镇海模型下降段为分段式模型,对无量纲应力-应变全曲线进行分段拟合,试验曲线与分段模型曲线吻合较好。

冻融循环和盐卤侵蚀作用下复掺纳米混凝土的损伤模型

为了研究复掺纳米混凝土在冻融循环和复合盐卤侵蚀双因素服役环境下疲劳损伤的本构关系,以非线性累积损伤理论为基础并引入动弹性模量表征损伤度,建立了简单、统一的复掺纳米混凝土复合盐冻疲劳损伤的本构模型,探讨了冻融循环和复合盐卤侵蚀耦合作用对纳米混凝土疲劳损伤的影响机理,同时采用室内快速冻融试验对纳米混凝土的强度疲劳性能进行了测试和模型验证。结果表明,基于非线性累积损伤理论的盐冻疲劳损伤本构模型的预测结果与试验结果相比较准确率达86.36%,该模型能够较好地表征纳米混凝土在复合盐冻作用下的性能演变,比较符合实际工程环境,为有抗复合盐冻要求的服役混凝土耐久性设计研究提供了新思路。

绿色高性能混凝土正交试验研究

采用粉煤灰、矿渣、沸石和硅藻土作为混凝土掺合料,在自然养护和复合盐冻融环境下测试混凝土试块的抗压强度。通过混凝土配合比的正交试验,分析了有关因素对该高性能混凝土的影响和效果,验证了这四种矿物掺合料都具有很好的活性,可以作为掺合料配制高性能混凝土。研究发现:在复合盐冻融环境下,掺硅藻土和沸石的混凝土耐久性要优于掺粉煤灰和矿渣的混凝土,本实验中最优组合为A2B2C3D2。硅藻土的最佳掺量还可以适当增加,掺量修正后的混凝土符合高性能的要求。